DE102018124750B4

DE102018124750B4 - Device, method and computer program product for fire fighting exercise

Info

Publication number: DE102018124750B4
Application number: DE102018124750.8A
Authority: DE
Inventors: Frederik Kreckler
Original assignee: Universitaet Kassel
Current assignee: Universitaet Kassel
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2038-10-09
Also published as: WO2020074439A1; DE102018124750A1

Abstract

Vorrichtung (100) zur Brandbekämpfungsübung umfassend eine handhabbare Löscheinrichtung (1) mit einer Düse (2) und mit einer Auslösemechanik (3), weiterhin umfassend einen Rechner (4) zur Ausführung eines Simulationsprogramms und eine Bildwiedergabeeinheit (5), wobei an der Düse (2) ein Erfassungssystem (6) angeordnet ist, mit welchem eine Positionsänderung, eine Orientierungsänderung und die Bewegungsgeschwindigkeit der Düse (2) erfassbar sind, und wobei die Auslösemechanik (3) einen Sensor (7) aufweist, mit welchem das Auslösen der Auslösemechanik (3) erfassbar ist, und wobei die von dem Erfassungssystem (6) und dem Sensor (7) erhobenen Daten der Bewegungen und Auslösebetätigungen an den Rechner (4) übertragbar und von dem auf dem Rechner (4) ausgeführten Simulationsprogramm verarbeitbar und auf der Bildwiedergabeeinheit (5) darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass- die gesamte Sensorik zur Erfassung von Position, Orientierung und Bewegung der Düse (2) sowie die Sensorik zur Erfassung der Betätigung der Auslösemechanik (3) in die zum Übungszweck verwendete Löscheinrichtung (1) integriert ist, sodass- eine externe Sensorik entfällt und die Löscheinrichtung (1) mit einem handelsüblichen Rechner (4) zur Ausführung des Simulationsprogramms und mit einer handelsüblichen Bildwiedergabeeinheit vollständig ausreichend zur Durchführung der Brandbekämpfungsübung ausgebildet ist.Device (100) for fire fighting exercise comprising a manageable extinguishing device (1) with a nozzle (2) and with a trigger mechanism (3), further comprising a computer (4) for executing a simulation program and an image display unit (5), whereby at the nozzle ( 2) a detection system (6) is arranged, with which a change in position, a change in orientation and the movement speed of the nozzle (2) can be detected, and wherein the trigger mechanism (3) has a sensor (7) with which the triggering of the trigger mechanism (3 ) can be detected, and the data of the movements and triggering operations collected by the detection system (6) and the sensor (7) can be transmitted to the computer (4) and processed by the simulation program executed on the computer (4) and on the image display unit (5 ) can be displayed, characterized in that the entire sensor system for detecting the position, orientation and movement of the nozzle (2) and d he sensor system for detecting the actuation of the trigger mechanism (3) is integrated in the extinguishing device (1) used for the exercise purpose, so that - an external sensor system is omitted and the extinguishing device (1) with a commercially available computer (4) for executing the simulation program and with a commercially available one Image display unit is fully trained to perform the fire fighting exercise.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Brandbekämpfungsübung, umfassend eine handhabbare Löscheinrichtung mit einer Düse und mit einer Auslösemechanik, weiterhin umfassend einen Rechner zur Ausführung eines Simulationsprogramms und eine Bildwiedergabeeinheit.The invention relates to a device for fire fighting exercises, comprising a manageable extinguishing device with a nozzle and with a trigger mechanism, further comprising a computer for executing a simulation program and an image display unit.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Zur effektiven und sicheren Handhabung von Löscheinrichtungen zur Brandbekämpfung im Brandfall sind Schulungen und regelmäßiges Training mit den Ausrüstungsgegenständen unerlässlich. Dies gilt sowohl für die Verwendung von mobilen Kleinbrandlöschgeräten, als auch für den Gebrauch professioneller Löschausrüstung von Feuerwehren. Die vorliegende Schrift adressiert insbesondere den Umgang mit Feuerlöschern, welche üblicherweise einen Tank zur Aufnahme eines Löschmittels, eine Düse zum Verspritzen des Löschmittels und eine Auslösemechanik zum Öffnen der Düse umfassen, sowie den Umgang mit Strahlrohren, welche spezielle Armaturen der Feuerwehr zur Löschmittelabgabe darstellen und ebenfalls eine Düse und eine Auslösemechanik umfassen.Training and regular training with the equipment are essential for the effective and safe handling of fire-fighting equipment in the event of a fire. This applies both to the use of mobile small fire extinguishers and the use of professional fire fighting equipment. The present document addresses in particular the handling of fire extinguishers, which usually include a tank for holding an extinguishing agent, a nozzle for spraying the extinguishing agent and a trigger mechanism for opening the nozzle, as well as the handling of jet pipes, which are special fittings of the fire brigade for dispensing extinguishing agent and also comprise a nozzle and a trigger mechanism.

Die Entzündung eines Feuers zu Brandbekämpfungsübungen ist mit dem Risiko einer Flammenausweitung und Brandentstehung behaftet und bedarf somit der Installation entsprechender Sicherheitsvorkehrungen. Zur Vermeidung des mit der Installation solcher Vorkehrungen verbundenen Aufwands sowie zur Eliminierung jedweden Restrisikos werden im Stand der Technik Vorrichtungen zur rein virtuellen Brandbekämpfungsübung verwendet.The ignition of a fire for fire fighting exercises is associated with the risk of flames spreading and causing fires and therefore requires the installation of appropriate safety precautions. In order to avoid the effort associated with the installation of such precautions and to eliminate any residual risks, devices for purely virtual fire-fighting exercises are used in the prior art.

Beispielsweise offenbart die US 2007/0218436 A1 eine flammenlose Feuerlöschtrainingsmethode, basierend auf einer Vorrichtung mit einem Bildschirm, auf welchem eine dynamische Darstellung einer Flamme abgebildet wird, und mit einer von der zu schulenden Person bedienten Löscheinrichtung, insbesondere ein Feuerlöscher oder ein Hohlstrahlrohr. An der Düse dieser Löscheinrichtung sind Sender angebracht, beispielsweise zur Aussendung von Radio- oder Mikrowellen oder Ultraschall, und unterhalb des Bildschirms sind entsprechende Sensoren angeordnet, welche Position und Orientierung der Düse der Löscheinrichtung in Bezug auf den Bildschirm detektieren. Die von den Sensoren erhobenen Daten bzgl. Position und Orientierung der Düse werden von einer Recheneinheit verarbeitet und finden Eingang in die dynamische Darstellung der Flamme am Bildschirm.For example, the US 2007/0218436 A1 a flameless fire extinguishing training method, based on a device with a screen on which a dynamic representation of a flame is depicted, and with an extinguishing device operated by the person to be trained, in particular a fire extinguisher or a hollow jet pipe. Transmitters are attached to the nozzle of this extinguishing device, for example for emitting radio or microwaves or ultrasound, and corresponding sensors are arranged below the screen which detect the position and orientation of the nozzle of the extinguishing device with respect to the screen. The data collected by the sensors relating to the position and orientation of the nozzle are processed by a computing unit and find their way into the dynamic representation of the flame on the screen.

Die AT 509 799 A1 offenbart eine Übungsanordnung zur Brandbekämpfung ausgehend von einer dreidimensionalen Videodarstellung eines Brandobjektes. Es wird die Übungsperson relativ zu einer Projektionsleinwand einschließlich ihrer Blickrichtung in einem Raum geortet und die Daten einem Rechner zugeführt. Dieser steuert die Projektoren und aktiviert jene gespeicherten Bilder, die der Blickrichtung auf das Brandobjekt entsprechen. Ein oder mehrere zur Auswahl stehende Feuerlöscher sind ebenfalls mit Ortungsgeräten, auch für die Zielrichtung eines Löschstrahls, verbunden. Ein in einem Brandlabor entzündetes Feuer ist als Bildsignal im Rechner gespeichert und wird bei Übungsbeginn dem Brandobjekt überlagert. Bei Konkordanz von Zielrichtung und Zielpunkt im dreidimensionalen Raum und der Zeitdauer der Zielerfassung mit einem Sollwert erlischt das Feuer bzw. setzt sich der Brand in verstärktem Maße fort. Die Ortung der Übungsperson und ihrer Blickrichtung sowie des Feuerlöschers und der Zielrichtung des Löschstrahls erfolgt durch ortsfest im Übungsraum angeordnete Infrarot-Sendeempfänger und an der Übungsperson und dem Feuerlöscher entsprechend angeordnete Reflektoren.The AT 509 799 A1 discloses a fire fighting training arrangement based on a three-dimensional video display of a fire object. The exercise person is located in relation to a projection screen, including their viewing direction, in a room and the data is fed to a computer. This controls the projectors and activates those stored images that correspond to the direction of view of the fire object. One or more fire extinguishers to choose from are also connected to locating devices, also for the target direction of an extinguishing beam. A fire ignited in a fire laboratory is stored in the computer as an image signal and is superimposed on the fire object at the start of the exercise. If the target direction and target point are concordant in three-dimensional space and the time for target acquisition with a target value, the fire goes out or the fire continues to a greater extent. The location of the training person and their direction of view as well as the fire extinguisher and the target direction of the extinguishing beam is carried out by infrared transmitters arranged in a fixed position in the training room and reflectors arranged appropriately on the training person and the fire extinguisher.

Die US 5,059,124 offenbart eine Vorrichtung zum Feuerlöschtraining, umfassend einen Bildschirm zum Abspielen eines Videos einer Brandszene und einer Feuerlöschattrappe mit einer Düse, welche mit Infrarot- und Ultraschallsendern ausgerüstet ist, deren Signale von um den Bildschirm angeordneten entsprechenden Sensoren detektiert wird. Die von den Sensoren detektierten Daten hinsichtlich der Position der Düse werden einer Recheneinheit zugespielt, welche darauf basieren die auf dem Bildschirm abgespielte Videobrandszene an den virtuellen Löscherfolg anpasst.The US 5,059,124 discloses a fire extinguishing training device comprising a screen for playing a video of a fire scene and a fire dummy with a nozzle which is equipped with infrared and ultrasonic transmitters, the signals of which are detected by corresponding sensors arranged around the screen. The data detected by the sensors with regard to the position of the nozzle are fed to a computing unit which, based on this, adapts the video fire scene played on the screen to the virtual deletion success.

Nachteilig an vorgenannten Vorrichtungen zur virtuellen Brandbekämpfungsübung nach dem Stand der Technik ist die Notwendigkeit, eine verhältnismäßig aufwendige technische Installation einzurichten, insbesondere hinsichtlich der vorgenannten optischen und/oder akustischen Sensoren, welche in einem zu diesem Zweck vorbereiteten Übungsraum aufgestellt und justiert werden. Außerdem sind Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, bei denen die Sensorik in die Bildschirmeinheit integriert ist, verhältnismäßig unhandlich und daher nur sehr bedingt transportabel.A disadvantage of the aforementioned devices for virtual fire-fighting exercises according to the prior art is the need to set up a relatively complex technical installation, in particular with regard to the aforementioned optical and / or acoustic sensors, which are set up and adjusted in a training room prepared for this purpose. In addition, devices according to the prior art, in which the sensor system is integrated in the display unit, are relatively unwieldy and can therefore only be transported to a very limited extent.

Die CN 107456694 A offenbart eine Vorrichtung zur virtuellen Brandbekämpfungsübung mit einer Feuerlöscherattrappe, welche mit einem 6-Achsen-Gyroskop als Positions-, Lage- und Beschleunigungssensor und mit einem Sensor zum Erfassen des Auslösens der Auslösemechanik ausgestattet ist, und welche ein Kommunikationsmodul zur drahtlosen Kommunikation über eine separate Kontrollplattform mit einem Host-Computer aufweist, wodurch die Handhabung der Attrappe in eine virtuelle Brandbekämpfungssimulation einfließen kann. Die separate Kontrollplattform dient zudem als Benutzerschnittstelle mit Auswahltasten, mittels welchen ein Bediener beispielsweise die virtuelle Brandsituation konfigurieren kann.The CN 107456694 A discloses a device for virtual fire-fighting exercise with a dummy fire extinguisher, which is equipped with a 6-axis gyroscope as a position, position and acceleration sensor and with a sensor for detecting the triggering of the trigger mechanism, and which has a communication module for wireless communication via a separate control platform with a host computer, whereby the handling of the dummy can be incorporated into a virtual fire-fighting simulation. The separate control platform also serves as User interface with selection buttons, by means of which an operator can, for example, configure the virtual fire situation.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Brandbekämpfungsübung zu schaffen, welche auf einer im Vergleich zum Stand der Technik weniger komplexen technischen Installation basiert, um dadurch die Handhabbarkeit und Flexibilität hinsichtlich der Einrichtung einer Übungsumgebung zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to provide a device for fire-fighting exercises, which is based on a less complex technical installation than in the prior art, in order to thereby improve the manageability and flexibility with regard to setting up a training environment.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 in Verbindung mit den jeweiligen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved on the basis of a device according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 8 in conjunction with the respective characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die gesamte Sensorik zur Erfassung von Position, Orientierung und Bewegung der Düse sowie die Sensorik zur Erfassung der Betätigung der Auslösemechanik in die zum Übungszweck verwendete Löscheinrichtung integriert ist. Es entfällt somit der aus dem Stand der Technik bekannte Aufwand eine externe Sensorik vorzuhalten und einzurichten. Vielmehr ist die Kombination der erfindungsgemäßen Löscheinrichtung mit einem handelsüblichen Rechner, welcher zur Ausführung des Simulationsprogramms geeignet ist, und mit einer handelsüblichen Bildwiedergabeeinheit, etwa einem Computermonitor, vollständig ausreichend zur Durchführung der Brandbekämpfungsübung. Erfindungsgemäß wird also der Zeitaufwand zur Einrichtung einer Übungsumgebung stark reduziert, da nunmehr keine externe Sensorik einzurichten ist, sondern lediglich das erfindungsgemäße Simulationsprogramm auf einem geeigneten Rechner zu installieren ist. Des Weiteren ist die Flexibilität hinsichtlich der Wahl des Ortes, an dem die Brandbekämpfungsübung durchgeführt wird, erhöht, da zur Ausführung des Simulationsprogramms geeignete Rechner samt Bildwiedergabeeinheit bereits vielerorts vorhanden sind und im Wesentlichen nur noch die erfindungsgemäße Löscheinrichtung mitgeführt werden muss. Außerdem ist bei der Durchführung der Brandbekämpfungsübung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wesentlich erhöhte Flexibilität hinsichtlich der relativen Position von Anwender und Bildwiedergabeeinheit gegeben, da im Gegensatz zu Vorrichtungen nach dem Stand der Technik kein durch die Positionierung einer externen Sensorik vorgegebener Übungsraum definiert ist, in welchem sich der Anwender zwecks korrekter Erfassung durch die externen Sensoren zwingend aufhalten müsste, sondern lediglich die Kommunikation zwischen Löscheinrichtung und Rechner gewährleistet sein muss.The invention includes the technical teaching that the entire sensor system for detecting the position, orientation and movement of the nozzle and the sensor system for recording the actuation of the trigger mechanism are integrated in the extinguishing device used for the exercise. The effort known from the prior art to maintain and set up an external sensor system is thus eliminated. Rather, the combination of the extinguishing device according to the invention with a commercially available computer which is suitable for executing the simulation program and with a commercially available image display unit, for example a computer monitor, is completely sufficient for carrying out the fire-fighting exercise. According to the invention, the time required to set up a training environment is thus greatly reduced, since now no external sensors need to be set up, but only the simulation program according to the invention has to be installed on a suitable computer. Furthermore, the flexibility with regard to the choice of the location at which the fire-fighting exercise is carried out is increased, since suitable computers including an image display unit are already available in many places for executing the simulation program and essentially only the extinguishing device according to the invention has to be carried along. In addition, when carrying out the fire-fighting exercise with the device according to the invention, there is substantially greater flexibility with regard to the relative position of the user and the image display unit, since, in contrast to devices according to the prior art, no exercise room is defined by the positioning of an external sensor system, in which the exercise room is defined the user would have to stop for the purpose of correct detection by the external sensors, but only the communication between the extinguishing device and the computer must be guaranteed.

In vorteilhafter Ausführungsform ist an der erfindungsgemäßen Löscheinrichtung ein Übertragungsmodul angeordnet, mit welchem die Daten von dem Erfassungssystem und dem Sensor drahtlos an den Rechner übertragbar sind. Dieses Übertragungsmodul dient vorzugsweise dem Aufbau einer Bluetooth Funkverbindung. Durch Verwendung einer solchen Drahtlosverbindung zwischen Löscheinrichtung und Rechner kann auf die Verwendung von Kabeln verzichtet werden, welche einerseits während der Durchführung der Übung hinderlich für den Anwender sein könnten und andererseits das Packmaß der Vorrichtung unnötig erhöhen würden.In an advantageous embodiment, a transmission module is arranged on the extinguishing device according to the invention, with which the data from the detection system and the sensor can be transmitted wirelessly to the computer. This transmission module is preferably used to establish a Bluetooth radio connection. By using such a wireless connection between the extinguishing device and the computer, it is possible to dispense with the use of cables which, on the one hand, could be a hindrance to the user during the exercise and, on the other hand, would unnecessarily increase the pack size of the device.

Das Erfassungssystem an der Düse der erfindungsgemäßen Löscheinrichtung umfasst vorzugsweise eine inertiale Messeinheit mit einem Drehratensensor, einem Beschleunigungssensor und einem Magnetometer, sowie einen Mikrocontroller zur Auswertung der Messdaten der inertialen Messeinheit. Der Beschleunigungssensor dient dabei der Bestimmung der translatorischen Bewegung der Düse, dass Magnetometer erfasst Verkippungen und der Drehratensensor, beispielsweise ein Gyroskop, die zugehörigen Rotationsgeschwindigkeiten.The detection system on the nozzle of the extinguishing device according to the invention preferably comprises an inertial measuring unit with a rotation rate sensor, an acceleration sensor and a magnetometer, and a microcontroller for evaluating the measurement data of the inertial measuring unit. The acceleration sensor serves to determine the translatory movement of the nozzle, the magnetometer detects tilting and the rotation rate sensor, for example a gyroscope, the associated rotational speeds.

In vorteilhafter Ausführungsform umfasst der Sensor, welcher das Auslösen der Auslösemechanik detektiert, einen an der Auslösemechanik angebrachten Biegesensor. In Abhängigkeit des am Biegesensor detektierten Spannungssignals kann das am Rechner ausgeführte Simulationsprogramm einen entsprechenden Grad der Öffnung der Düse zuordnen.In an advantageous embodiment, the sensor, which detects the triggering of the trigger mechanism, comprises a bending sensor attached to the trigger mechanism. Depending on the voltage signal detected at the bending sensor, the simulation program executed on the computer can assign a corresponding degree of opening of the nozzle.

Vorzugsweise ist an der erfindungsgemäßen Löscheinrichtung eine Benutzerschnittstelle angeordnet, mit welcher Parameter des auf dem Rechner ausgeführten Simulationsprogramms variierbar sind. Solche Parameter betreffen beispielsweise das im Rahmen der Simulation verwendete Löschmittel, etwa Wasser oder ein Schaum, oder auch den simulierten Löschmittelfüllstand der Löscheinrichtung. Die Anordnung der Benutzerschnittstelle an der Löscheinrichtung selbst beschleunigt den Ablauf der Übung, da der Anwender seine Stellung zur Bildwiedergabeeinheit nicht eigens ändern muss um Variationen der Simulationsprogrammparameter vorzunehmen.A user interface, with which parameters of the simulation program executed on the computer can be varied, is preferably arranged on the extinguishing device according to the invention. Such parameters relate, for example, to the extinguishing agent used in the simulation, such as water or a foam, or the simulated extinguishing agent fill level of the extinguishing device. The arrangement of the user interface on the extinguishing device itself accelerates the course of the exercise, since the user does not have to specifically change his position in relation to the image display unit in order to make variations in the simulation program parameters.

Vorzugsweise ist die Benutzerschnittstelle als ein kompaktes Benutzermodul ausgebildet, welches in einer handelsüblichen Löscheinrichtung integrierbar ist. Als handelsübliche Löscheinrichtung werden hier insbesondere ein Feuerlöscher oder ein Strahlrohr angesehen. Die Verwendung eines Benutzermoduls mit kompakter Bauform ermöglicht die Integration der Benutzerschnittstelle in die Löscheinrichtung mit nur geringer baulicher Adaption derselben, beispielsweise durch Einbringung einer passenden Ausfräsung. Dadurch wird gewährleistet, dass die Brandschutzübung nicht mit einer Attrappe, sondern mit einer im Wesentlichen originalgetreuen Löscheinrichtung durchgeführt werden kann.The user interface is preferably designed as a compact user module which can be integrated in a commercially available extinguishing device. A fire extinguisher or a jet pipe are considered here as commercially available extinguishing devices. The use of a user module with a compact design enables the Integration of the user interface in the extinguishing device with little structural adaptation of the same, for example by introducing a suitable milling. This ensures that the fire protection exercise cannot be carried out with a dummy, but with an extinguishing device that is essentially true to the original.

In weiterer vorteilhafter Ausführungsform umfasst die Bildwiedergabeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Computermonitor oder einen Videoprojektor oder eine Videobrille. Dadurch kann die Brandschutzübung sowohl den Charakter eines Einzeltrainings als auch einer Demonstrationsveranstaltung für ein größeres Publikum einnehmen.In a further advantageous embodiment, the image display unit of the device according to the invention comprises a computer monitor or a video projector or video glasses. As a result, the fire protection exercise can take on the character of individual training as well as a demonstration event for a larger audience.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Brandbekämpfungsübung bedient sich vorzugsweise einer der vorgenannten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The method for fire-fighting exercise according to the invention preferably uses one of the aforementioned embodiments of the device according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst ein Simulationsprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen VerfahrensA computer program product according to the invention comprises a simulation program for executing the method according to the invention

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Brandschutzübung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Löscheinrichtung,
3 eine schematische Ansicht eines Details einer erfindungsgemäßen Löscheinrichtung.

Further measures improving the invention are described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:

1 1 shows a schematic illustration of a fire protection exercise using a device according to the invention,
2nd 2 shows a schematic view of an extinguishing device according to the invention,
3rd is a schematic view of a detail of an extinguishing device according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brandbekämpfungsübung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 durch einen Anwender A. Dieser hält eine Löscheinrichtung 1 in Form eines Feuerlöschers 10 in den Händen und ist damit vor einer Bildwiedergabeeinheit 5 in Form eines Computermonitors 51 positioniert, welcher mit einem Rechner 4 verbunden ist, auf welchem das erfindungsgemäße Simulationsprogramm ausgeführt wird. Der von dem Anwender A geführte Feuerlöscher 10 umfasst einen Tank 11, in welchem die Benutzerschnittstelle 8 in Form eines Benutzermoduls 80 integriert ist, sowie einen Schlauch 12, an dessen einem Ende die Düse 2 und an dessen anderem Ende die Auslösemechanik 3 angeordnet ist. Während der Durchführung der Brandbekämpfungsübung werden die von dem Anwender A durchgeführten Bewegungen der Düse 2 hinsichtlich Translation, Rotation und Verkippung von der an der Düse 2 angeordneten inertialen Messeinheit 61 des Erfassungssystems 6 detektiert. Des Weiteren detektiert der Sensor 7 die Betätigung der Auslösemechanik 3, welche der Anwender A zur Öffnung der Düse 2 durchführt. Ein Mikrocontroller, welcher die Signale der inertialen Messeinheit 61 und des Sensors 7 verarbeitet, ist innerhalb des entleerten Tanks 11 angeordnet, vorzugsweise in das Benutzermodul 80 integriert, welches in einer passend aus dem Tank 11 ausgeschnittenen Aufnahme eingelassen ist. Die von dem Mikrocontroller verarbeiteten Daten hinsichtlich der Bewegungen der Düse 2 und des Auslösens der Auslösemechanik 3 werden kabellos an den Rechner 4 übermittelt, wo sie Eingang in das erfindungsgemäße Simulationsprogramm zur Brandschutzübung finden. 1 shows a schematic representation of a fire fighting exercise using a device according to the invention 100 by a user A . This holds an extinguishing device 1 in the form of a fire extinguisher 10th in the hands and is therefore in front of an image display unit 5 in the form of a computer monitor 51 positioned, which with a calculator 4th on which the simulation program according to the invention is executed. The one from the user A guided fire extinguishers 10th includes a tank 11 in which the user interface 8th in the form of a user module 80 is integrated, as well as a hose 12th , at one end the nozzle 2nd and at the other end the trigger mechanism 3rd is arranged. During the execution of the fire fighting exercise, the user A performed movements of the nozzle 2nd in terms of translation, rotation and tilting from that at the nozzle 2nd arranged inertial measuring unit 61 of the detection system 6 detected. The sensor also detects 7 the actuation of the trigger mechanism 3rd which of the users A to open the nozzle 2nd carries out. A microcontroller that receives the signals from the inertial measuring unit 61 and the sensor 7 processed, is inside the emptied tank 11 arranged, preferably in the user module 80 integrated, which fits in from the tank 11 cut out recording is embedded. The data processed by the microcontroller regarding the movements of the nozzle 2nd and triggering the trigger mechanism 3rd are wireless to the computer 4th transmitted where they find their way into the simulation program for fire protection exercises according to the invention.

Das Simulationsprogramm generiert am Computermonitor 51 eine Darstellung 50 einer virtuellen Brandszene, mit welcher der Anwender A während der Brandbekämpfungsübung interagiert. Die Simulation des Brandes ist eingebettet in ein sogenanntes „Serious Game“, also eine interaktive, einem Computerspiel ähnliche Darstellung 50, welche auch ein virtuelles Abbild 50a der Düse 2 beinhaltet. Die von dem Anwender A durchgeführten und im Erfassungssystem 6 detektierten Bewegungen der Düse 2 werden von dem Simulationsprogramm in entsprechende Bewegungen des Abbildes 50a der Düse 2 in der Darstellung 50 überführt. Die Betätigung der Auslösemechanik 3 durch den Anwender A führt über die entsprechende Detektion mittels des Sensors 7 zu einer virtuellen Darstellung 50b austretenden Löschmittels. Dabei wird die austretende Menge und die Reichweite des virtuell dargestellten Löschmittels 50b variiert entsprechend des Ausmaßes der Betätigung der Auslösemechanik 3, welches beispielsweise aus dem kontinuierlichen Spannungssignal eines von dem Sensor 7 vorzugsweise umfassten Biegesensors ermittelt wird, d.h. das Simulationsprogramm berücksichtigt detailgetreu auch solche Anwendungsfälle mit nur teilweise geöffneter Auslösemechanik 3, um dem Anwender A ein möglichst realitätsnahes Übungserlebnis zu ermöglichen. In Abhängigkeit von der Positionierung und Orientierung der Düse 2 in Bezug auf die virtuelle Darstellung der Flammen 50c auf dem Computermonitor 51 und der entsprechenden Betätigung der Auslösemechanik 3, ermittelt das Simulationsprogramm einen virtuellen Löscherfolg und stellt diesen durch das Erlöschen der virtuellen Flammen 50c dar bzw. durch eine virtuelle Brandausbreitung in der Darstellung 50 im Falle einer ungenügenden Durchführung der Übung durch den Anwender A. Im Rahmen der Brandbekämpfungsübung kann durch das erfindungsgemäße Simulationsprogramm eine Vielzahl an unterschiedlichen Brandsituationen virtuell dargestellt werden, des Weiteren können verschiedene virtuelle Löschmittel, etwa Wasser mit oder ohne Zusätzen, Löschschaum oder Löschpulver, ausgewählt werden, wozu dem Anwender A in vorteilhafter Ausführungsform der Löscheinrichtung 1 die Benutzerschnittstelle 8 dient. Bei Verwendung eines Feuerlöschers 10 berücksichtigt das Simulationsprogramm ferner den virtuellen Füllstand des Tanks 11, um dem Anwender A im Rahmen der Brandbekämpfungsübung auch einen Eindruck von der Löschkapazität des Feuerlöschers 10 zu vermitteln.The simulation program generates on the computer monitor 51 a depiction 50 a virtual fire scene with which the user A interacts during the fire fighting exercise. The simulation of the fire is embedded in a so-called "serious game", ie an interactive representation similar to a computer game 50 which is also a virtual image 50a the nozzle 2nd includes. By the user A carried out and in the registration system 6 detected movements of the nozzle 2nd are translated by the simulation program into corresponding movements of the image 50a the nozzle 2nd in the illustration 50 transferred. The actuation of the trigger mechanism 3rd by the user A leads over the corresponding detection by means of the sensor 7 to a virtual representation 50b escaping extinguishing agent. The emerging quantity and the range of the virtually represented extinguishing agent 50b varies according to the extent to which the trigger mechanism is actuated 3rd which, for example, from the continuous voltage signal from the sensor 7 preferably included bending sensor is determined, ie the simulation program also takes into account those applications with a partially open trigger mechanism 3rd to the user A to enable a practice experience that is as realistic as possible. Depending on the positioning and orientation of the nozzle 2nd in terms of the virtual representation of the flames 50c on the computer monitor 51 and the corresponding actuation of the trigger mechanism 3rd , the simulation program determines a virtual extinguishing success and sets this by extinguishing the virtual flames 50c or through a virtual spread of fire in the display 50 in the event of insufficient exercise by the user A . As part of the fire fighting exercise, the simulation program according to the invention can be used to virtually represent a large number of different fire situations. Furthermore, various virtual extinguishing agents, for example water with or without additives, extinguishing foam or extinguishing powder, can be selected. why the user A in an advantageous embodiment of the extinguishing device 1 the user interface 8th serves. When using a fire extinguisher 10th the simulation program also takes into account the virtual fill level of the tank 11 to the user A as part of the fire-fighting exercise, an impression of the extinguishing capacity of the fire extinguisher 10th to convey.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 betreffend die Flexibilität hinsichtlich der Einrichtung einer Übungsumgebung wird in 1 daraus ersichtlich, dass die Position des die Löscheinrichtung 1 führenden Anwenders A bezüglich der Bildwiedergabeeinheit 5 für die Durchführung der Brandbekämpfungsübung irrelevant ist, solange nur die Kommunikation der Löscheinrichtung 1 mit dem Rechner 4, vorzugsweise mittels einer bluetooth Funkverbindung, gewährleistet ist, sowie der Anwender A einen ausreichenden Blickwinkel auf den Computermonitor 51 hat. Die im Verlauf der Übung durch das Erfassungssystem 6 ermittelten Bewegungen der Düse 2 werden dann in entsprechende Bewegungen des Abbildes der Düse 50a innerhalb der simulierten und am Computermonitor 51 dargestellten Brandsituation 50 übersetzt. Es besteht somit für den Anwender A eine große Flexibilität hinsichtlich der Wahl seiner Startstellung bei Beginn der Übung, d.h. die Durchführung der Brandbekämpfungsübung kann an die konkreten Gegebenheiten der jeweiligen Übungsumgebung, etwa die Raumgröße oder das Vorhandensein von Zuschauern, optimal angepasst werden.The advantage of the device according to the invention 100 regarding the flexibility with regard to setting up a training environment is described in 1 it can be seen that the position of the extinguishing device 1 leading user A regarding the image display unit 5 is irrelevant for the conduct of the fire fighting exercise, as long as only the communication of the extinguishing device 1 with the calculator 4th , preferably by means of a bluetooth radio connection, and the user A an adequate view of the computer monitor 51 Has. The course of the exercise through the registration system 6 determined movements of the nozzle 2nd are then in corresponding movements of the image of the nozzle 50a inside the simulated and on the computer monitor 51 represented fire situation 50 translated. It therefore exists for the user A great flexibility with regard to the choice of starting position at the beginning of the exercise, ie the fire fighting exercise can be optimally adapted to the specific circumstances of the respective exercise environment, such as the size of the room or the presence of spectators.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Löscheinrichtung 1 in Form eines Feuerlöschers 10. Es handelt sich dabei um eine Modifikation eines handelsüblichen Feuerlöschers umfassend einen den Tank 11 bildenden Korpus, eine Düse 2 an einem Schlauch 12 und eine Auslösemechanik 3 in Form eines zangenförmigen Handgriffs. Die Modifikationen zum Umbau als eine erfindungsgemäße Löscheinrichtung 1 betreffen die Anordnung der benötigten Sensorik 6, 7 samt Mikrocontroller und Übertragungsmodul sowie einer Benutzerschnittstelle 8 in Form eines Benutzermoduls 80. 2nd shows a schematic view of an extinguishing device according to the invention 1 in the form of a fire extinguisher 10th . It is a modification of a commercially available fire extinguisher comprising a tank 11 forming body, a nozzle 2nd on a hose 12th and a trigger mechanism 3rd in the form of a pincer-shaped handle. The modifications to the conversion as an extinguishing device according to the invention 1 concern the arrangement of the required sensors 6 , 7 including microcontroller and transmission module as well as a user interface 8th in the form of a user module 80 .

Die Erfassungseinheit 6 zur Bestimmung der Bewegungen der Düse 2 während der Brandbekämpfungsübung umfasst vorzugsweise eine an der Düse 2 angeordnete inertiale Messeinheit 61 sowie einen vorzugsweise in das Benutzermodul 80 integrierten Mikrocontroller. Die inertiale Messeinheit 61 umfasst eine räumliche Kombination mehrerer Inertialsensoren, insbesondere einen Drehratensensor und einen Beschleunigungssensor, sowie ein Magnetometer. Die inertiale Messeinheit 61 ist als ein kommerziell erhältliches, gekapseltes Modul ausgeführt, welches durch geeignete Befestigungsmittel, insbesondere lösbar mittels Schrauben, an der Düse 2 angeordnet ist. Der zugehörige Mikrocontroller zum Auslesen der inertialen Messeinheit 61 und zur Verarbeitung der ausgelesenen Daten ist vorzugsweise platzsparend und geschützt in dem Benutzermodul 80 in den Tank 11 integriert und kommuniziert mit dem vorzugsweise ebenfalls im Tank 11 angeordneten Übertragungsmodul zur Datenweitergabe an den Rechner 4 (siehe 1).The registration unit 6 to determine the movements of the nozzle 2nd during the firefighting exercise preferably includes one at the nozzle 2nd arranged inertial measuring unit 61 and preferably one in the user module 80 integrated microcontroller. The inertial measuring unit 61 comprises a spatial combination of several inertial sensors, in particular a rotation rate sensor and an acceleration sensor, as well as a magnetometer. The inertial measuring unit 61 is designed as a commercially available, encapsulated module, which is attached to the nozzle by suitable fastening means, in particular releasably by means of screws 2nd is arranged. The associated microcontroller for reading out the inertial measuring unit 61 and for processing the read data is preferably space-saving and protected in the user module 80 in the tank 11 integrated and communicates with the preferably also in the tank 11 arranged transmission module for data transfer to the computer 4th (please refer 1 ).

Der Sensor 7 zur Erfassung der Betätigung der Auslösemechanik 3 durch den Anwender A (siehe 1) umfasst vorzugsweise einen Biegesensor 71, welcher mit seinen beiden Endabschnitten jeweils an dem Haltegriff 31 und dem drehbar gelagerten Zangengriff 32 befestigt ist. Bei Betätigung des Zangengriffs 32 erfährt der Biegesensor 71 eine Biegung und es kann aus dem Messsignal des Biegesensors 71 das Ausmaß der Betätigung der Auslösemechanik 3 ermittelt werden. The sensor 7 to record the actuation of the trigger mechanism 3rd by the user A (please refer 1 ) preferably comprises a bending sensor 71 , which with its two end sections each on the handle 31 and the rotatable plier handle 32 is attached. When operating the pliers handle 32 the bending sensor experiences 71 a bend and it can from the measurement signal of the bend sensor 71 the extent to which the trigger mechanism is actuated 3rd be determined.

3 zeigt eine schematische Ansicht eines Details einer erfindungsgemäßen Löscheinrichtung 1 in Form eines Feuerlöschers 10. Dargestellt ist der Tank 11 mit einer daran angeordneten Benutzerschnittstelle 8 in Form eines Benutzermoduls 80. Zur Integration des Benutzermoduls 80 in einen handelsüblichen Feuerlöscher ist dessen Tank 11 entleert worden und mit einem in Draufsicht etwa rechteckförmigen Ausschnitt zur Aufnahme des Benutzermoduls 80 versehen worden. Das Benutzermodul ist düsenseitig am Tank 11 angeordnet, um zu verhindern, dass die Benutzerschnittstelle 8 während der Durchführung der Brandbekämpfungsübung, bei welcher der Feuerlöscher 10 vor oder seitlich neben dem Körper des Anwenders A (siehe 1) geführt wird, unbeabsichtigt betätigt werden kann. 3rd shows a schematic view of a detail of an extinguishing device according to the invention 1 in the form of a fire extinguisher 10th . The tank is shown 11 with an attached user interface 8th in the form of a user module 80 . For the integration of the user module 80 in a commercially available fire extinguisher is its tank 11 has been emptied and with an approximately rectangular cutout in plan view for receiving the user module 80 been provided. The user module is on the nozzle side of the tank 11 arranged to prevent the user interface 8th during the execution of the fire-fighting exercise, during which the fire extinguisher 10th in front of or to the side of the user's body A (please refer 1 ) is operated, can be operated unintentionally.

Das Benutzermodul 80 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Schaltern 81, Statusleuchten 82 sowie ein Display 83. Die Schalter 81 dienen zum Ein- und Ausschalten der Löscheinrichtung 1 sowie zur Festlegung von im Simulationsprogramm verwendeten Parametern, etwa zur Auswahl des virtuellen Löschmittels oder zur Variation des virtuellen Tankfüllstands. Anhand der Statusleuchten 82 und des Displays 83 wird der jeweilige Betriebszustand der Löscheinrichtung sowie die Einstellung der Simulationsparameter dargestellt.The user module 80 preferably includes a plurality of switches 81 , Status lights 82 as well as a display 83 . The switches 81 are used to switch the extinguishing device on and off 1 as well as to define parameters used in the simulation program, for example to select the virtual extinguishing agent or to vary the virtual tank level. Based on the status lights 82 and the display 83 the respective operating status of the extinguishing system and the setting of the simulation parameters are shown.

BezugszeichenlisteReference symbol list

100100: Vorrichtungcontraption
11: LöscheinrichtungExtinguishing system
1010th: FeuerlöscherFire extinguisher
1111: Tanktank
1212: Schlauchtube
22nd: Düsejet
33rd: AuslösemechanikRelease mechanism
3131: HaltegriffGrab handle
3232: ZangengriffForceps handle
44th: Rechnercomputer
55: BildwiedergabeeinheitImage display unit
5050: Darstellungpresentation
50a50a: Abbild der DüseImage of the nozzle
50b50b: Abbild des LöschmittelsImage of the extinguishing agent
50c50c: Abbild der FlammenImage of the flames
5151: ComputermonitorComputer monitor
66: ErfassungssystemAcquisition system
6161: inertiale Messeinheitinertial measuring unit
77: Sensorsensor
7171: BiegesensorBending sensor
88th: BenutzerschnittstelleUser interface
8080: BenutzermodulUser module
8181: Schaltercounter
8282: StatusleuchteStatus light
8383: DisplayDisplay
AA: Benutzeruser

Claims

Device (100) for firefighting exercise, comprising a manageable extinguishing device (1) with a nozzle (2) and with a trigger mechanism (3), further comprising a computer (4) for executing a simulation program and an image display unit (5), whereby at the nozzle ( 2) a detection system (6) is arranged, with which a change in position, a change in orientation and the speed of movement of the nozzle (2) can be detected, and wherein the trigger mechanism (3) has a sensor (7) with which the triggering of the trigger mechanism (3 ) can be detected, and the data of the movements and triggering operations collected by the detection system (6) and the sensor (7) can be transmitted to the computer (4) and processed by the simulation program executed on the computer (4) and on the image display unit (5 ) can be displayed , characterized in that - the entire sensor system for detecting the position, orientation and movement of the nozzle (2) and the sensor system for detecting the actuation of the trigger mechanism (3) is integrated in the extinguishing device (1) used for the exercise purpose, so that - an external sensor system is omitted and the extinguishing device (1) with a commercially available computer (4) for executing the simulation program and with a commercially available one Image display unit is completely sufficiently designed to carry out the fire fighting exercise.

Device (100) after Claim 1 , characterized in that a transmission module is arranged on the extinguishing device (1) with which the data from the detection system (6) and the sensor (7) can be transmitted wirelessly to the computer (4).

Device (100) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the detection system (6) comprises an inertial measuring unit (61) arranged on the nozzle (2) with a rotation rate sensor, with an acceleration sensor and / or with a magnetometer, and has a microcontroller for evaluating the measurement data of the inertial measuring unit.

Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (7) comprises a bending sensor (71) attached to the trigger mechanism (3).

Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a user interface (8) is arranged on the extinguishing device (1), with which parameters of the simulation program executed on the computer (4) can be varied.

Device (100) after Claim 5 , characterized in that the user interface (8) is designed as a compact user module (80) which can be integrated into a commercially available fire extinguisher (10).

Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the image display unit (5) comprises a computer monitor (51), a video projector and / or video glasses.

Method for firefighting exercise using a manageable extinguishing device (1) with a nozzle (2) and a trigger mechanism (3), and with a computer (4) for executing a simulation program and with an image display unit (5), one on the nozzle (2 ) arranged detection system (6) is used, with which a change in position, a change in orientation and the movement speed of the nozzle (2) are detected, the triggering of the trigger mechanism (3) being detected by a sensor (7) arranged on the trigger mechanism (3) , and wherein the movements and triggering operations recorded by the detection system (6) and the sensor (7) are transmitted wirelessly to the computer (4) and processed by the simulation program executed on the computer (4) and processed on the Image display unit (5) are characterized in that the entire sensor system for detecting the position, orientation and movement of the nozzle (2) and the sensor system for recording the actuation of the trigger mechanism (3) are integrated into the extinguishing device (1) used for the exercise purpose, so that an external sensor system is omitted and the fire-fighting exercise is carried out only with the extinguishing device (1) with a commercially available computer (4) for executing the simulation program and with a commercially available image display unit.

Computer program product comprising a simulation program for executing a method according to Claim 8 , characterized in that the computer program product is designed in such a way that the movements and triggering operations recorded by the detection system (6) and the sensor (7) are processed by the simulation program executed on the computer (4) and displayed on the image display unit (5).